西双版纳热带植物园蝴蝶的多样性及变化.pdf
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1、环境昆虫学报 ():/李金涛 苗白鸽 彭艳琼.西双版纳热带植物园蝴蝶的多样性及变化.环境昆虫学报 ():.西双版纳热带植物园蝴蝶的多样性及变化李金涛 苗白鸽 彭艳琼(云南大学生态与环境学院 昆明 中国科学院西双版纳热带植物园热带森林生态学重点实验室 云南勐腊)摘要:中国科学院西双版纳热带植物园(简称“版纳植物园”)保存着上万种植物 且生境多样 具有较高的蝴蝶多样性 本研究选择三类代表性生境:片段化雨林、次生林和专类园 聚焦于环境指示物种蝴蝶这一类群 通过样线法系统调查一年内蝴蝶多样性及其变化 观测结果显示:蝴蝶在版纳植物园内全年发生 共调查到其成虫 科 属 种 头 其中蛱蝶科多样性最高 蝴蝶种
2、类及数量随月动态变化 生境间有差异 月种类和数量达到最高峰 月种类最少 而 月数量最低 每月均出现的种类仅有 种 绝大部分种类分散发生于不同月份 影响蝴蝶群落多样性的气候因子中 月最高温显著影响蝴蝶群落的物种丰富度和数量 月最低温显著影响物种丰富度、香农多样性和辛普森多样性 月平均温仅显著影响香农多样性 在版纳的三个典型季节中蝴蝶多样性存在差异 雨季物种丰富度最高 干热季香农和辛普森指数最高 雨季和雾凉季蝴蝶群落组成差异大仅雾凉季与干热季的蝴蝶群落呈现中等程度相似 此外 在片段化雨林、次生林和专类园这 种不同生境中 蝴蝶群落组成也存在差异 蝴蝶物种丰富度和香农指数在次生林中最高 而辛普森指数则
3、是片段化雨林最高 仅次生林与片段化雨林的蝴蝶群落呈现出中等程度相似 本研究揭示了版纳植物园蝴蝶群落的种类组成与月动态变化规律 并明确了不同季节和生境中蝴蝶群落的多样性变化 可为区域蝴蝶多样性观测及保护提供参考依据关键词:蝴蝶 群落组成 季节 生境 多样性变化中图分类号:文献标识码:文章编号:()基金项目:中国科学院昆虫多样性监测专项作者简介:李金涛 男 年生 硕士研究生 研究方向为昆虫生态学 :通讯作者 :苗白鸽 女 实验师 研究方向为昆虫生态学 :彭艳琼 女博士 研究员 研究方向为进化生态学 :收稿日期:接受日期:():()环境昆虫学报 卷 .:生物多样性是反映生态环境质量的重要指标与人类的
4、生存发展息息相关 近些年由于受到资源过度开发利用、环境污染、人类活动引发的生物入侵等因素影响 生物多样性在加快丧失 生态系统在加速退化 甚至气候条件也发生了异常变化(.于书霞等)这些问题会对人类的生存与发展产生严重的影响 因此加强对环境的监测并采取相应的措施来遏制生物多样性的丧失尤为重要 近期蝴蝶作为环境指示物种获得了广泛的关注和研究(冯佩等 李欣芸等 樊程等 .易浪等 )蝴 蝶 是 昆 虫 纲 鳞 翅 目 凤蝶总科 昆虫的统称 全世界约有 多种 我国已知有 余种 占世界蝴蝶种类比例超过 根据国际流行的分类系统分为 科:凤蝶科 世界已知 多种 我国已记载 多种 粉蝶科 世界已知约 种 中国已知
5、 余种 蛱蝶科 世界已知 种 中国已知 多种 灰蝶科 世界已知 余种 中国已知 多种 以及弄蝶科 世界已知 多种 我国已知 多种(武春生和徐堉峰)云南位于我国西南 北邻四川、东接黔桂 处于多个自然地理区域的交汇处 造就了复杂多样的气候和地理景观 也孕育了极为丰富的蝴蝶种类 据最新记载 云南蝴蝶有 余种西双 版 纳 有 约 种(陈 明 勇 等 .)其中分布于勐腊县勐仑镇的蝴蝶有 种(.)蝴蝶种类繁多、色彩艳丽、科研价值高(闫振天 等 .)它们白天活动、种类容易鉴定 对环境变化敏感 已成为生物多样性监测以及评价某一区域环境优劣的重要指示物种(马方舟等 房丽君等 .)然而近年来 人类活动干扰、植被丰
6、富度降低、全球气候变化正威胁着蝴蝶的多样性 来自于欧洲长期监测的蝴蝶数据显示蝴蝶多样性在不断地降低 有的国家蝴蝶种类灭绝率高达 数量也减少了近一半(.)导致这种现象的原因可能是栖息地的大量破环 有研究指出 在栖息地保护较好的区域 往往有较丰富的蝴蝶多样性 相反 在人为干扰强、破坏严重的生境中 不仅蝴蝶多样性会丧失 而且群落结构简单化、稳定性降低(房丽君等 .)也有研究报道适度干扰的生 境 中 蝴 蝶 多 样 性 会 增 加(.李欣芸等)气候对蝴蝶群落结构也产生显著影响 温度的升高或降低会显著影响蝴蝶的代谢速率、生长繁殖、性别比、激素的分泌等生理活动 而降水则直接影响蝴蝶的繁殖以及生理活动(吴建
7、国等 房丽君和关建 期李金涛等:西双版纳热带植物园蝴蝶的多样性及变化玲)此外 景观异质性很大程度上影响到物种的交流与传播 能够影响蝴蝶的聚集与分散(张娜等 .)热带地区资源丰富 全球的蝴蝶种类分布于热带(.)而该区域由于人类生产活动的加剧、全球气候变化的影响 生境越来越破碎化进而影响蝴蝶的多样性 因此加强对热带地区蝴蝶多样性的研究 以及弄清楚该类群群落结构的变化规律对蝴蝶多样性的保护具有重要意义(.)不同生境对蝴蝶多样性影响的研究已见诸多报道(李欣芸等 .)也有研究关注蝴蝶群落多样性随季节而变化(易浪等)又或是针对单个类群有长时间的观测、报道(.)我国自 年启动了全国蝴蝶监测 样线覆盖全国不同
8、代表性区域(马方舟等)但监测时间集中在 月 虽可以大尺度比较蝴蝶群落多样性的变化但反映区域蝴蝶群落 细致观测其月动态变化的数据尚缺乏 本研究依托中国科学院西双版纳热带植物园(简称“版纳植物园”)里丰富的植物、多样的生境类型及蝴蝶种类 开展系统观测 回答以下科学问题:()版纳植物园里的蝴蝶多样性如何?()蝴蝶群落的月动态变化模式是什么?()影响蝴蝶群落变化的因素有哪些?材料与方法 研究地点版纳植物园位于云南南部西双版纳傣族自治州勐腊县勐仑镇(、)平均海拔为 为 热 带 季 风 气 候 年 平 均 气 温 最热月 月平均气温 最冷月 月平均气温 根据降雨量可分为雨季(月)和干季(月)其中干季又可分
9、为雾凉季(月)和干热季(月)干热季气候干燥 降水量少 日温差较大 雾凉季降水量虽少 但从夜间到次日中午 有大量的浓雾 对旱季植物的水分需求有一定补偿作用 雨季的特点主要为气候湿热 水分充足 在该季节降雨量占全年的 平均相对湿度为(刘文杰等 .)版纳植物园面积超过 有片段化雨林、次生林及多个专类园等不同生境 其中蝴蝶寄主及蜜源植物丰富 适宜的气候使得该区域有较高的蝴蝶多样性 是研究蝴蝶多样性动态变化的理想之地 研究方法 样线法采用标准 样线法对版纳植物园的蝴蝶种类与数量进行观测(.)考虑生境差异 样线分别设置于片段化雨林、次生林和专类园(藤本园和百花园一带)(附图)片段化雨林位于版纳植物园东区
10、保存有相对完好的一片的沟谷雨林 植物种类复杂、人为干扰少 原生植 物 主 要 是 番 荔 枝 科、爵 床 科、大戟科 等 保存有种子植物 余种 次生林位于版纳植物园东区有自然恢复的次生林 混杂着柚子、橡胶、柚木林等 受人为耕作干扰 专类园位于版纳植物园西区 主要收集、保存和展示藤本类、灌木类、小乔木等热带花卉植物近千种 不同月均有植物开花 游览区受人为干扰较大确定样线后 用 工具箱测定坐标 在 地图上标注样线轨迹 定期沿样线进行观测 观测速度大约为 /观测并记录样线周围 范围内见到的所有蝴蝶的种类和数量尽量选择晴朗的天气或者阴天温度高于 时进行样线法调查 观测中难以确定的物种 采集标本 室内鉴
11、定 蝴蝶调查时间为 年 月至 年 月 每月上中下旬各调查一次 然后按月、季节及不同生境进行分析和描述 种类的鉴定对于容易鉴定的蝴蝶种类 样线调查中当场鉴定记录 疑难种带回实验室 制作标本、查阅资料 云南蝴蝶(李传隆等)、中国观赏蝴蝶(陈晓鸣等)、西双版纳蝶类多样性(陈明勇等)以及 中国蝴蝶图鉴(武春生和徐堉峰)等进行比对、鉴定 对于难以鉴定的蝴蝶种请教蝴蝶分类专家协助准确鉴定 数据分析基于 软件 程序包分别计算出一年内观测到的 科蝴蝶物种丰富度 香农()及辛普森()多样性指数 并绘制不同季节及生境蝴蝶群落物种丰富度稀疏外推采样曲线(.)物种丰富度是群落中物种的环境昆虫学报 卷数目 香农多样性指
12、数可较好地反映群落中常见物种的有效数量 辛普森多样性指数能较好地反映群落中优势种的有效数量 使用 绘制一年内不同生境观测到的蝴蝶种类及数量随月份变化图 基于 软件 程序内 函数分析蝴蝶种类、数量及温湿度的相关性 温湿度数据来源于云南西双版纳森林生态系统国家野外科学观测研究站为了比较不同季节和生境中蝴蝶群落组成差异 使用 软件 程序包(.)根据 相似性矩阵 基于物种丰富度对不同季节及生境蝴蝶群落的 多样性进行 非 度 量 多 维 尺 度 分 析()是一种可以将多维空间中的研究对象简化的分析方法 可以用散点图的形式直观地反映出不同季节及生境蝴蝶群落之间的差异性(.易浪等)采用 群落相似性系数()计
13、算群落间种组成相似程度()其公式为:/()其中 分别为、群落中物种的数目 为、群落共享的物种数 其中当 处于 这个区间时 表现为极度不相似 时 表 现 为 中 等 程 度 不 相 似 时表现为中等程度相似 时表现为极度相似 基于 软件 程序包绘制出不同季节及生境的关联弦状图 弦状图既可以很好地反映出两样本之间相互作用关系 又可以清晰地反映出相互作用强度(.)结果与分析 蝴蝶群落的物种组成在为期一年的系统调查中 共观测到蝴蝶成虫 头 隶属 科 属 种(附录)不同科之间蝴蝶的种类组成有较大差异 其中蛱蝶科有 属 种 其物种丰富度、香农指数和辛普森指数均最高 其余 科物种丰富度灰蝶科较高 弄蝶科次之
14、 粉蝶科较低 凤蝶科最低 仅 种 香农指数弄蝶科较高 灰蝶科次之 凤蝶科较低 粉蝶科最低 辛普森指数则弄蝶科较高凤蝶科次之 粉蝶科较低 灰蝶科最低(表)表 版纳植物园蝴蝶群落 科多样性指数(平均值 标准误)()科名属数 个体数物种丰富度 香农指数 辛普森指数 蛱蝶科 灰蝶科 弄蝶科 粉蝶科 凤蝶科 蝴蝶群落种类和数量的月动态变化蝴蝶群落的种类及数量随月份呈动态变化从种类上看 个不同生境中种类发生虽有差异但总体趋势一致 有明显的两个高峰 最高峰均出现在 月 另一小高峰出现在 月 片段化雨林中晚一个月达到高峰 总之 月观测到的种类最少 仅有 种 之后的 月蝴蝶种类略增加 但 月又下降 持续到 月
15、之后快速增加 月份增加到 种 到 月达种类发生高峰 有 种 月蝴蝶种类略有下降 但仍然能观测到较多蝴蝶种类 月蝴蝶种类大幅减少到 月仅观测到 种 从蝴蝶发生数量上看 个不同生境中数量发生也有 个高峰 最高峰出现在 月 专类园早一个月达高峰 另一个小高峰发生在 月 不同生境间变化大 专类园 月和 月观察到的蝴蝶数量较多 次生林及片段化雨林则分别在 月和 月观察到的数量较多 月专类园、次生林及片段化雨林观察到的蝴蝶数量分别晚一个月出现低谷期(图)总体上蝴蝶发生数量上 月蝴蝶数量保持平稳 月观测到的蝴蝶数量最少 之后蝴蝶数量迅速增加 至 月达数量高峰 月观测到的蝴蝶数 期李金涛等:西双版纳热带植物园
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